Povrchové kalení

Povrchové kalení je způsob tepelného zpracování. Využívá se, pokud chceme zajistit u součásti pevný povrch a zároveň houževnaté jádro. Zlepší se také odolnost proti opotřebení. Toho dostáhneme ohřevem materiálu na kalící teplotu, a následně materiál prudce ochladíme. Čím méně uhlíku ocel obsahuje, tím rychleji musíme součást ochladit. Nejpomaleji probíhá ochlazování u legovaných ocelí, protože legury jsou špatným vodičem tepla (ochlazení neproběhne naráz a ocel následně praská).

Kalící prostředí
  • voda
  • olej
  • roztavené solné lázně
  • vzduch
  • roztavené kovové lázně

Průběh kalení

1) Ohřev na kalící teplotu

Kalící teplotu volíme podle obsahu uhlíku v oceli. Tuto teplotu určíme podle Fe3C diagramu. Při tomto kroku nesmí dojít k oduhličení povrchu. Toho dosáhneme tak, že budeme provádět ohřev v redukčním prostředí.

2) Výdrž na kalící teplotě

Při tomto kroku se teplota nemění. Délka výdrže při kalící teplotě určí, do jaké hloubky bude materiál prokalen.

3) Ochlazování

Rozehřátý materiál je nyní třeba rychle schladit. Chlazení probíhá v jednom z výše zmíněných prostředí.  Abychom dosáhli co nejvyšší tvrdosti součásti, je třeba provést ochlazování nadkritickou rychlostí, aby nedošlo k rekrystalizaci.

4) Popouštění

Po kalení je vždy třeba materiál popustit. Popouštění je další druh tepelného zpracování, díky kterému dojde k odstranění vnitřního pnutí. Materiál je pomalu ohříván na popouštěcí teplotu, která se pohybuje mezi 160°C až 500°C (teplota závisí na vlastnostech oceli). Tento proces je prováděn v popouštěcích pecích, které lze vybavit ochrannou atmosférou. Ta zabraňuje oxidaci materiálu během procesu. Doba popouštění se odvíjí od typu oceli a neměla by být nižší než 2 hodiny.

Tímto zpracováním snížíme tvrdost a zvýšíme houževnatost.

Obrázek: ŘASA, Jaroslav a Josef ŠVERCL. Strojnické tabulky: pro školu a praxi. Praha: Scientia, 2007. ISBN 978-80-86960-20-3.